地球環境観測、とくに実験的観測のかなりの部分が、 知的好奇心あるいは学術的動機で行なわれている。 たとえば、 GAME-Tを含むGAMEの 日本側の動機を考えてみると、 とくに、チベット高原や東シベリアなど、 地元の住民以外の人にあまり知られていない地域の観測を実現するには、 そういう地域の実態を知りたいという素朴な探検的動機もあったことは確かだ。 また、そういう地域が全地球のエネルギーや水の循環にとって重要であるにちがいない という主張も単なる言いわけでなく根拠がある。 たとえば地面の標高の高いチベット高原は、 (ある意味で)地面が大気に対する熱源として他の地域より強く働く働き、 このことは全地球規模の大気循環に影響を及ぼしているにちがいない。 また、天気予報や温暖化のシミュレーションに使われている数値モデルや その根拠となるプロセスの理論的表現は、 観測との比較で検証されているというものの、 その観測はヨーロッパ・北アメリカ・日本などの温帯の地域に偏る傾向がある。 変動する気候の中で予測型の応用をするためには 適用範囲の広いモデルをもつ必要があり、 そのために温帯住民にとって身近でない気候条件にまで検証用データを広げることが 重要だというのも、本気の主張である。
しかし、もっと直接的に社会に役立つことを期待されることが多いことも確かだ。 GAMEでも、観測が行なわれた現地たとえばタイの人が参加した動機は応用寄りだった。 日本で学術的研究を続けるために予算を獲得しようとする際にも、 漠然とモデルの改良に役立つというのではなく、 もう少し直接的に社会に役立つ成果を期待されることがふえてきた。 応用的課題は、研究者だけでなく気象予報や河川管理などの現業機関にも 積極的に参加してもらわないと実現困難なことが多い (小規模で個人の努力でもできることもあるにはあるが)。 水循環研究が関係する応用的動機は、大きくまとめると次のようなものがある (全般的にはArnell 2002参照)。
ただし、内容は相互に大きく重なりあっている。 渇水とは水資源の不足のことだし、 農林業の持続にとっていちばん重要な問題が水資源である場合が多い。 また、森林の有無や保全状態が洪水や水資源に影響することは無視できないが 単純ではない問題である(蔵治、保屋野 2004参照)。
観測データの応用は、即時(real time)のものと そうでないもの(仮に「非即時」と呼ぶ)に分けられる。 おそらくどんな現象への応用でも、 その現象の時間スケールでみて、「今」の状況を示す即時のデータと、 蓄積された過去の経験を示す非即時のデータを使うだろう。 しかし、即時・非即時の区別は対象現象よりも通信技術の側からされることが多い。 つまり、物体を移動させることによる情報伝達 (観測者自身が持って移動する場合や、郵便など)ですむ場合は非即時で、 それより速い電気通信による場合が即時である。 たとえば、 日本の川の洪水はほとんど1日以内の時間スケールで起こるので、 個々の洪水について避難やダム制御などに役立てようとすると 即時の情報が不可欠である。 (確率的評価は非即時の情報でできるが。) 一方、大陸の大規模な川の洪水は1か月の時間スケールで進行するものがあり、 その場合は非即時でよいこともある。 (もちろん大陸にも日本と同様な状況のところもある)。 渇水については(渇水現象自体の時間スケールで即時の情報はもちろん必要だが) この技術的意味では非即時でよいのがふつうである。 即時の応用には、観測・状況認識・通報(警報)の連係が、電気通信網の意味でも 人の組織の意味でもあらかじめできている必要がある。 ごく小規模な応用は研究者だけでできる場合もあるが、 ほとんどの場合、現業機関が本気で参加することが必要である。 GAMEの関連の例として、 実験的だが、タイのカセサート大学の研究者と、王立潅漑局(RID)の 北部管区事務所(チエンマイを中心とする地域のダムなど管理に関する現業機関)との 共同で、 チャオプラヤ川の比較的小さい支流について、 上流の降水をモニターして下流の河川管理に役立てる システムの構築が始められている。 一方、非即時の応用は、研究者と利用者だけでもできることがたくさんある。 ただし、研究を始める前の過去にさかのぼる、長期持続したデータが必要なことが 多く、 そのような観測を行なっているのは多くの場合現業機関である。 現業機関がその業務としてデータ公開を行なっていてそれを利用すればすむこともあるが、とくにデータ提供について現業機関の協力を求める必要があることもある。